Problema de ruteo de vehículos multi-objetivo con entregas y recogidas simultáneas y minimización de emisiones

A multi-objective vehicle routing problem with simultaneous pick-up and delivery and minimization of emissions

En las cadenas de suministro, el transporte se considera como uno de los procesos más importantes y críticos debido a los costos que se derivan de este, además del substancial aporte que genera a lacontaminación ambiental. Por lo cual, los modelos de ruteo de vehículos representan una herramientaeficaz que pueden articular un gran número de variables acordes a los contextos reales para la toma dedecisiones y organizar un ruteo que permita la obtención de soluciones eficientes y sustentables en laasignación del transporte. En este artículo se presenta un modelo de VRP multi-objetivo que consideraentregas y recogidas simultáneas, flota heterogénea, capacitado, ventanas de tiempo y multi-depósito,para la disminución de los costos del proceso en términos de uso del vehículo, costos asociados a lasviolaciones de tiempo y costos de las emisiones de $C{O}_2$​ equivalentes. Se realizaron estudios computacionalescon instancias reales, construidas y adaptadas de la literatura especializada, obteniendo resultados que evidencian las reducciones en los costos totales de hasta un 18,12% con respecto al escenario actual.

INTRODUCCIÓN

El proceso de ruteo en el transporte, considerado como uno de los problemas más habituales en las cadenas de suministro, se traduce en un reto cada vez más grande que obliga a las empresas a ser más innovadoras a la hora de organizar el movimiento y traslado de sus productos. En este proceso se deben considerar diversas variables como el estado de rutas, tiempos de viaje, distancias a recorrer, disponibilidad de vehículos, tiempos de entrega, gestión del personal, los costos elevados que se derivan del proceso, entre otras, para maximizar así la calidad del servicio 1,2.

Con el desarrollo de los modelos de ruteo de vehículos (VRP) originados en 1959 como problemas de optimización combinatoria solucionados en primera instancia a través de la programación lineal 3,4 y que cada vez se ajustan más a los problemas reales, se obtienen ruteos eficientes que inciden directamente en la minimización de costos y que adicionalmente pueden considerar las minimizaciones de emisiones de CO₂ para la protección del ambiente 5. Es así, que el VRP supone una gran cantidad de variantes que contextualizan diversas condiciones de los problemas de ruteo del mundo real (6). Una de estas variantes son las entregas y recogidas simultáneas (VRPSPD), la cual se ha aplicado a diferentes sistemas de logística inversa que manejan un flujo de bienes en ambas direcciones 7. Con esta variante se modela un sistema que permite que los clientes puedan recibir un producto y devolver bienes al mismo tiempo 8. Este enfoque genera una red inversa para asegurar la recolección de productos que pueden ser reutilizables, reciclados, reprocesados, y/o mejorar su disposición final 9.

Generalmente los modelos matemáticos de VRP presentan una función objetivo lineal que pretende la minimización de distancias recorridas, el costo de viaje y/o tiempos de recorrido 10.